сспи в энергетике что это

Сспи в энергетике что это

Для создания объектных систем сбора и передачи технологической информации (ССПИ) на подстанциях РТСофт использует аттестованные в ПАО «Россети» оборудование, ПО и программно-технические комплексы (ПТК) собственной разработки:

сервер ССПИ на базе ПО SMART-SERVER

цифровые измерительные преобразователи МИП-02

Для построения ССПИ на подстанциях ЕНЭС используется решение на базе ПТК SMART-SPRECON. Особенностью решения является возможность его последующего развития до полноценной АСУ ТП подстанции.

В ПТК ССПИ подстанции ЕНЭС, как правило, реализуется два уровня программно-технических средств: уровень присоединения и подстанционный уровень.

Уровень присоединения включает следующее оборудование:

контроллеры присоединения на базе контроллера SPRECON-E-C;

измерительные преобразователи МИП-02.

Подстанционный уровень включает следующие компоненты:

серверы ССПИ на базе ПО SMART-SERVER;

стационарные и переносные АРМ на базе SCADA V460;

оборудование системы единого времени (PTS-02);

оборудование системы гарантированного питания.

Сеть ПТК ССПИ состоит из станционной шины, связывающей устройства подстанционного уровня с устройствами уровня присоединения.

Сеть строится на основе кольцевой топологии с использованием технологии резервирования RSTP с восстановлением в случае однократного отказа.

Пример структурной схемы ПТК ССПИ для подстанции ЕНЭС приведен на рис.1

Для создания ССПИ подстанций среднего и низкого класса напряжения используется преимущественно ПТК СМАРТ-КП2. На базе данного комплекса могут построены ССПИ различной информационной емкости с использованием централизованной или распределенной архитектуры.

В централизованной архитектуре сбор и обмен технологической информацией с диспетчерским пунктом производится, как правило, одним контроллером СМАРТ-КП2.

Распределенная архитектура предусматривает несколько узлов сбора технологической информации на базе контроллеров СМАРТ-КП2, а также измерительных преобразователей МИП-02, объединенных сетью. Агрегирование и обмен технологической информацией с диспетчерским пунктом в распределенной системе в этом случае выполняет сервер ССПИ на базе ПО SMART-SERVER. В качестве аппаратной платформы сервера используется защищенный компьютер PS-01 разработки РТСофт.

Для обслуживаемых подстанций в составе ПТК организуется АРМ телемеханика, а также АРМ дежурного персонала. Интерфейс для подключения АРМ к системе, обеспечивается сервером ССПИ.

Пример структурной схемы ПТК ССПИ для подстанции среднего или низкого класса напряжения приведен на рис.2

В настоящее время объектные ССПИ созданные РТСофт успешно эксплуатируются на десятках сетевых объектов обеспечивая непрерывную передачу технологической информации в диспетчерские центры различного уровня.

Источник

Системы сбора и передачи информации (ССПИ)

Система сбора и передачи информации (ССПИ) предназначена для оперативно-диспетчерского и эксплуатационно-технического управления основным и вспомогательным электрооборудованием ПС в нормальных (стационарных), переходных и аварийных режимах работы, а именно:

ССПИ ПС является основным средством ведения оперативным персоналом технологического процесса, обеспечивающим требуемый уровень надежности и эффективности эксплуатации основного оборудования во всех режимах функционирования ПС. Кроме того, ССПИ ПС является средством интеграции в едином информационном пространстве информационно-технологических систем, предусматриваемых на ПС.

Оборудование

В системе выделяется три уровня программно-технических средств (ПТС): полевой уровень, уровень присоединения, подстанционный уровень.

Оборудование, входящее в состав подстанционного уровня:

устройства сбора и централизованного хранения информации – сервер системы (SCADA «ИНБРЭС»);

сетевое оборудование (шина подстанции) и оборудования связи – коммутаторы, сетевые экраны, преобразователи интерфейсов и среды передачи данных, конвертеры протоколов;

системы гарантированного питания ПТК.

ПТК, как правило, комплектуется лазерным принтером для распечатки ведомостей, отчетов, осциллограмм, графиков, схем.

Для увеличения надежности ПТК может быть предусмотрена возможность организации горячего резервирования станционного контроллера.

Полевой уровень ПТК включает в себя датчики (первичные преобразователи) для сбора информации о ходе технологического процесса, не входящие в комплект основного оборудования.

Оборудование, входящее в состав полевого уровня:

Вышеперечисленные устройства выполняют следующие функции:

Определение положения отпайки трансформатора.

Измерение метеорологических параметров.

Взаимодействие контроллеров телемеханики ИНБРЭС-КТМ с устройствами полевого уровня осуществляется с использованием протокола Modbus RTU.

Оборудование, входящее в состав уровня присоединения:

контроллеры одного, двух и более присоединений, контроллеры/УСО для сбора общеподстанционных сигналов: ИНБРЭС-КПГ-ВН;

контроллеры присоединений выполняют следующие функции:

сбор информации о состоянии дискретных входов (“сухих контактов” с активным уровнем =220В и =24В) с присвоением метки времени.

автоматизированное управление коммутационными аппаратами.

сбор аналоговых сигналов от измерительных преобразователей (датчиков) с выходным сигналом 4-20мА.

функции автоматики, реализуемые посредством свободно программируемой логики, в частности:

— оперативная блокировка разъединителей и заземляющих ножей;
— местная сигнализация, управление, деблокировка.

Источник

ЛЕКЦИЯ. Основы построения систем сбора и передачи информации (ССПИ). Каналы связи

ЛЕКЦИЯ. Основы построения систем сбора и передачи информации (ССПИ). Каналы связи

Общая структура построения ССПИ

Требования к системам телемеханики и связи изложены в ряде нормативных документов. С учетом этих требований программно-аппаратное обеспечение ССПИ электрических станций и подстанций включает (рис. 2):

Рис. 2. Структурная схема ССПИ в общем виде

Расположенные на КП

— многофункциональные измерительные приборы (МИП) с цифровыми интерфейсами непосредственно подключаемые к измерительным трансформаторам тока и напряжения;

— устройства телемеханики (УТМ) для сбора телесигналов (ТС) положения коммутационных аппаратов и формирования команд телеуправления (ТУ) коммутационными аппаратами; возможна реализация МИП в составе комплексов устройств телемеханики, а также реализация функции сбора ТС и формирования команд ТУ в МИП;

— устройства сбора и передачи данных (УСПД) с цифровыми интерфейсами непосредственно подключаемые к измерительным трансформаторам тока и напряжения для организации измерения данных учета;

Расположенные на ПУ

— устройства телемеханики (УТМ ПУ) для сбора информации, передаваемой по телемеханическим каналам связи;

— средства оперативной обработки и хранения информации (СООИ, СБД);

— приёмники сигналов точного времени (GPS, ГЛОНАСС)

— средства отображения информации индивидуального пользования (автоматизированные рабочие места персонала) и коллективного пользования (мнемонические щиты, видеопанели, щиты на основе видео-кубов);

— а также каналы связи, коммуникационное и каналообразующее оборудование.

Общие требования, предъявляемые нормативными документами к ССПИ

1. Требования к объему оперативной технологической информации ССПИ

Оперативные данные ССПИ должны включать:

— телеизмерения величины действующих значений по каждому присоединению

· напряжения (фазного, линейного) для каждой фазы и среднего,

· тока для каждой фазы и среднего,

· активной мощности для каждой фазы и суммарной,

· реактивной мощности для каждой фазы и суммарной,

· полной мощности для каждой фазы и суммарной,

· температуры окружаюшей среды, уровни бъефов для ГЭС;

— телесигнализацию положения коммутационных аппаратов:

· положения всех выключателей и отделителей напряжением 6-750 кВ всех присоединений,

· положения устройств РПН трансформаторов с обмоткой ВН110 кВ и выше,

· положения разъединителей и заземляющих ножей в цепях выключателей;

При этом конкретный объем телеинформации, а также необходимость реализации телеуправления коммутационными аппаратами должен определяется индивидуально в зависимости от уровня диспетчерского управления и значимости объекта.

2. Требования к передаче телеинформации ССПИ в АС верхнего уровня управления:

— вся телеинформация (все события в системе) должна передаваться с меткой времени;

— время передачи телесигналов и телеизмерений (от момента изменения ТС (ТИ) на входе устройства телемеханики до фиксации на входе принимающего устройства при спорадической передаче с учетом задержки в канале связи) не должно превышать 1 сек;

— передача информации должна осуществляться по не менее, чем двум независимым каналам связи с пропускной способностью не менее 64 Кбит/сек;

— протокол передачи телеинформации должен соответствовать ГОСТ Р МЭК 60870-5-104 2004, ГОСТ Р МЭК 60870-5-101 2006 или ГОСТ Р МЭК 60870-6;

— коэффициент готовности по каждому направлению передачи должен быть не ниже 0,999 при времени восстановления не менее 5 мин;

3. Требования к неоперативной технологической информации ССПИ

Неоперативной условно считается технологическая информация, к которой не предъявляются требования обеспечения гарантированного времени передачи, к такой информации относятся:

— данные средств регистрации аварийных процессов и событий;

— данные от микропроцессорных устройств РЗА и ПА;

— данные от систем технического и коммерческого учета электроэнергии;

— данные от устройств контроля качества электроэнергии;

— данные от систем технологического и охранного видеонаблюдения;

4. Требования к измерительным трансформаторам:

— измерительные трансформаторы должны иметь измерительные керны класса точности не хуже 0,5;

— во всех эксплуатационных режимах не должна допускаться перегрузка трансформаторов с учетом всех подключенных к ним измерительных устройств.

5. Требования к измерительным преобразователям

— для измерения электрических величин в системе должны использоваться многофункциональные измерительные приборы (МИП) с цифровыми интерфейсами;

— МИП должны удовлетворять следующим техническим требованиям:

l погрешность измерения основных электрических параметров – не хуже 0,5%;

l возможность привязки телеизмерений к меткам времени;

l возможность обновления измеряемых/вычисляемых параметров на выходе прибора с частотой не более 1 сек.

l возможность построения схемы опроса всех измерительных устройств в системе за время, не более 1 сек;

— средства измерений должны быть внесены в Государственный реестр средств измерений и иметь действующее свидетельство о поверке.

6. Требования к устройствам телемеханики

— возможность наращивания информационного объема;

— определение изменения состояния объектов ТС с быстродействием не хуже 0,1 сек.;

— сбор данных о состоянии двухпозиционных объектов (ТС);

— привязка ТС к меткам времени с точностью не хуже 1 мс на уровне устройств ввода-вывода;

— точность синхронизации встроенного источника времени со временем в системе при синхронизации по сети – ± 0,5 сек.,

— возможность синхронизации встроенного источника времени от внешнего источника астрономического времени с точностью 1 мс;

— встроенные функции самодиагностики;

— наличие цифровых интерфейсов;

— система бесперебойного питания.

7. Требования к оперативно-информационному управляющему комплексу (ОИУК):

— сбор данных с распределенных устройств телемеханики, многофункциональных измерительных приборов, а также других АС (например, систем регистрации аварийных и переходных процессов, систем оперативной блокировки положения коммутационных аппаратов и др.);

— достоверизация собранной информации;

— передача оперативной технологической информации на верхние уровни диспетчерского и технологического управления;

— реализация алгоритмов замещения и оперативного дорасчета;

— синхронизация с системой единого астрономического времени;

— самодиагностика, диагностика состояния каналов передачи данных, устройств телемеханики;

— формирование сводных документов в режиме реального времени;

— ведение диспетчерского графика;

— архивное хранение данных и возможность доступа к архивным данным удаленных пользователей с использованием web-технологий.

Свойства интерфейсов

Существуют два варианта интерфейса: RS-422 и RS-485:

Тип соединителей и распайка не оговариваются стандартом. Встречаются соединители DB9, клеммные соединители и т.д.

Соединители: устройства для связи по последовательному каналу соединяются кабелями с 9-ю или 25-ю контактными разъёмами типа D-sub. Обычно они обозначаются DE-9 (или некорректно: DB-9), DB-25.

В зависимости от формы передаваемой информации каналы передачи данных можно разделить на аналоговые (непрерывные) и цифровые (дискретные).

Физический канал (физическая линия) используется для передачи и приема информационного сигнала из устройства в устройство, причем носителем информации является какой-либо из физических параметров (отсюда и название), а содержание информации отражается значением этого параметра.

Так как аппаратура передачи и приема данных работает с данными в дискретном виде (т.е. единицам и нулям данных соответствуют дискретные электрические сигналы), то при их передаче через аналоговый канал требуется преобразование дискретных данных в аналоговые (модуляция).

При приеме таких аналоговых данных необходимо обратное преобразование – демодуляция. Модуляция/демодуляция – процессы преобразования цифровой информации в аналоговые сигналы и наоборот. При модуляции информация представляется синусоидальным сигналом той частоты, которую хорошо передает канал передачи данных.

Кабельные линии связи — линии связи, состоящие из направленных сред передачи (кабели), предназначенные совместно с проводными системами передач, для организации связи.

Каналы передачи данных

В зависимости от направления передачи различают каналы симплексные (односторонняя передача), дуплексные (возможность одновременной передачи в обоих направлениях) и полудуплексные (возможность попеременной передачи в двух направлениях).

Если канал ПД монопольно используется одной организацией, то такой канал называют выделенным, в противном случае канал является разделяемым или виртуальным (общего пользования).

К передаче информации имеют прямое отношение телефонные сети, вычислительные сети передачи данных, спутниковые системы связи, системы сотовой радиосвязи.

Канал тональной частоты (англ. voice frequency circuit) — это совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая передачу электрических сигналов связи в эффективно передаваемой полосе частот (ЭППЧ) 0,3 — 3,4 кГц. В телефонии и связи часто используется аббревиатура КТЧ.

Ширина ЭППЧ определяет качество телефонной передачи, и возможности использования телефонного канала для передачи других видов связи. В соответствии с международным стандартом для телефонных каналов многоканальной аппаратуры установлена ЭППЧ от 300 до 3400 Гц. При такой полосе обеспечивается высокая степень разборчивости речи, хорошая естественность её звучания и создаются большие возможности для вторичного уплотнения телефонных каналов.

Основной цифровой канал телефонной сети — 64000 бит/с. Образуется из следующих соображений. Диапазон частот, в который помещается голос человека, составляет 300—3400 Гц. Для дискретизации по теореме Котельникова необходимо удвоить частоту 3400 Гц, получаем 6800 Гц. Из-за неидеальности фильтров, имеющих полосу расфильтровки, отличную от нуля, частоту дискретизации увеличили до 8000 Гц. Сейчас диапазон частот 3400 — 4000 Гц может быть использован для передачи сигнализации.

ВЧ-связь (высокочастотная связь) — комплекс оборудования связи, использующего, в качестве среды передачи, провода и кабели высоковольтных линий электропередачи. Приемопередатчики ВЧ-связи обычно устанавливаются по концам ЛЭП на территории подстанций.

Также ВЧ-связь используется для связи с оперативно-выездными бригадами (с использованием переносных приемопередатчиков), определения места повреждения высоковольтных линий, организации работы автоматических систем определения гололедообразования.

Работа систем ВЧ-связи строится на передаче модулированной электромагнитной волны по проводам и тросам линий электропередач. Похожие системы используются в кабельных системах связи ГТС, но есть существенные отличия:

В СНГ рабочие полосы каналов ВЧ-связи располагаются в диапазоне частот от 20 до 1000 кГц. При выборе частот этот диапазон разбивается на полосы по 4 кГц и выбор производится так, чтобы рабочие полосы частот каналов для каждого из направлений передачи информации располагались внутри одной полосы 4 кГц (для одноканального оборудования) или внутри полосы 4*n кГц (для n-канального оборудования). Диапазоны смежных комплектов аппаратуры связи обычно отделяются заградительной полосой в 4 кГц.

В пределах полного диапазона имеется ряд полос частот, запрещенных для ВЧ-связи по условиям ЭМС с системами аэронавигации и радиоэлектронными средствами народного хозяйства.

В основном используются симплексные каналы, и для построения полноценного канала связи требуется выделение двух частотных диапазонов. Основное исключение — системы ДФЗЛ, работающие в полудуплексном режиме в одном частотном диапазоне.

Аналоговые системы связи

Изначально системы ВЧ-связи создавались для организации голосовых (телефонных) каналов связи тональной частоты (отсюда и выбор стандартной полосы 4 кГц). В аналоговом режиме полезный сигнал передается в режиме амплитудной модуляции с одной боковой полосой и частично подавленой несущей.

Традиционно подключение аппаратов диспетчерской связи осуществляется по четырехпроводным линиям с сигнализацией АДАСЭ: в таких системах команды управления передются специальными частотными сигналами в голосовом тракте, и цепи телефонной сигнализации не требуются.

Для передачи данных используются модемы каналов тональной частоты. Возможно использование стандартных модемов, но предпочтительно использование специальных модемов, способных работать в условиях сильных шумов, нелинейной АЧХ и в надтональном частотном диапазоне.

Возможности аналоговых каналов связи могут быть расширены путем уплотнения: диапазон 4 кГц разделяется на 2 или 3 поддиапазона. При этом поддиапазон низкой частоты используется для голосовой связи, а дополнительные (наддтональные) — для передачи данных модемами надтонального спектра.

Современные аналоговые устройства ВЧ-связи оснащаются системами цифровой обработки сигнала (фильтрация от помех, автоматическая настройка параметров тракта, эквалайзер), встроенными модемами, блоками телефонной автоматики, средствами диагностики, удаленного управления и др.

Цифровые системы связи

В цифровых системах сигнал в рабочем диапазоне (n*4 кГц) передается широкополосным модемом, а абонентские каналы подключаются к специализированному мультиплексору.

Ethernet — пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet, FDDI и Token ring.

В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.

Преимущества использования витой пары по сравнению с коаксиальным кабелем:

Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.

В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1 Гбит/с для передачи по оптическому волокну и по витой паре.

Большинство Ethernet-карт и других устройств имеет поддержку нескольких скоростей передачи данных, используя автоопределение скорости и дуплексности, для достижения наилучшего соединения между двумя устройствами. Если автоопределение не срабатывает, скорость подстраивается под партнёра, и включается режим полудуплексной передачи. Например, наличие в устройстве порта Ethernet 10/100 говорит о том, что через него можно работать по технологиям 10BASE-T и 100BASE-TX, а порт Ethernet 10/100/1000 — поддерживает стандарты 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T.

ЛЕКЦИЯ. Основы построения систем сбора и передачи информации (ССПИ). Каналы связи

Источник